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TECHNICAL ARTICLES家人們!不知道你們有沒(méi)有遇到過(guò)這種糟心事——燒水壺用了一陣子,底部就結(jié)了一層厚厚的白花花的水垢;家里的水管,時(shí)間一長(zhǎng)水流變小,甚至堵?。还S(chǎng)里的鍋爐、換熱器啥的,也經(jīng)常被各種奇奇怪怪的沉淀物搞“罷工"。其實(shí)啊,這都是水中那些愛(ài)“抱團(tuán)"的鈣鎂離子(像碳酸鈣、硫酸鈣之類(lèi)的鹽類(lèi))在作祟!它們從水里析出來(lái),黏糊糊地貼在設(shè)備內(nèi)壁上,不僅浪費(fèi)能源,還容易引發(fā)故障。這時(shí)候,就需要請(qǐng)出今天的主角——阻垢劑!這玩意兒就像給管道和設(shè)備穿了件“防護(hù)服",能讓討厭的水垢沒(méi)法輕易形成。所以,咱們今天就好好嘮嘮這個(gè)超實(shí)用的化工產(chǎn)品。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),阻垢劑就是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)阻止或減少水垢生成的化學(xué)添加劑。把它加到水里后,它能通過(guò)一系列巧妙的手段,干擾那些成垢離子(比如Ca2?、Mg2?)的正常“聚會(huì)",要么讓它們沒(méi)辦法聚集在一起長(zhǎng)大,要么改變它們的晶體結(jié)構(gòu),使形成的顆粒特別細(xì)小,不容易附著在設(shè)備表面,而是隨著水流沖走。就好比在一個(gè)熱鬧的派對(duì)上,有個(gè)管家一直在維持秩序,讓大家別擠成一團(tuán),最后各自散場(chǎng)回家,而不是堵在門(mén)口造成混亂。
市面上的阻垢劑五花八門(mén),根據(jù)成分大致能分成這幾類(lèi):
無(wú)機(jī)聚合物類(lèi):這是最早出現(xiàn)的一批,典型代表有六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉等。它們的優(yōu)點(diǎn)是比較便宜,初期阻垢效果還不錯(cuò),但是有個(gè)致命缺點(diǎn),就是容易被微生物分解,一旦分解,就會(huì)失去阻垢能力,而且還可能促進(jìn)藻類(lèi)生長(zhǎng),對(duì)環(huán)境不太友好?,F(xiàn)在單獨(dú)使用的情況越來(lái)越少,很多時(shí)候會(huì)和其他藥劑復(fù)配著用。
有機(jī)膦酸鹽類(lèi):這可是當(dāng)下的主流選手,像ATMP(氨基三亞甲基膦酸)、HEDP(羥基亞乙基二膦酸)都是其中的明星產(chǎn)品。這類(lèi)阻垢劑穩(wěn)定性好,抗氧化性強(qiáng),適用范圍廣,不管是高溫高壓的環(huán)境,還是不同水質(zhì)條件,都能較好地發(fā)揮作用。而且用量相對(duì)較少,性?xún)r(jià)比高,深受廣大企業(yè)喜愛(ài)。
聚丙烯酰胺類(lèi):這是一種高分子聚合物,具有良好的分散性和絮凝性。它可以把已經(jīng)微小結(jié)晶的水垢顆粒包裹起來(lái),使其懸浮在水中,不至于沉積下來(lái)堵塞管道。常常和其他類(lèi)型的阻垢劑搭配使用,起到協(xié)同增效的作用。
綠色新型阻垢劑:隨著環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng),近年來(lái)研發(fā)出了許多基于天然提取物或者生物可降解材料的阻垢劑,比如聚天冬氨酸、檸檬酸-葡萄糖酸鈉復(fù)合物等。這些新型阻垢劑無(wú)毒無(wú)害,對(duì)環(huán)境友好,雖然目前成本相對(duì)高一些,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,絕對(duì)是未來(lái)阻垢劑發(fā)展的趨勢(shì)。
想知道阻垢劑背后的魔法秘密嗎?主要有以下幾種套路:
螯合作用:這是最厲害的一種本事。阻垢劑分子中含有多個(gè)配位原子,能夠與成垢金屬離子(如Ca2?)發(fā)生螯合反應(yīng),形成一個(gè)穩(wěn)定的絡(luò)合物。這樣一來(lái),原本自由的鈣離子就被束縛住了,想再和其他陰離子結(jié)合生成難溶的水垢就沒(méi)那么容易啦。打個(gè)比方,就好像給調(diào)皮的小鬼戴上了,限制了他的行動(dòng)自由。
晶格畸變作用:即使有些微量的鈣離子逃過(guò)了螯合這一關(guān),開(kāi)始慢慢結(jié)晶長(zhǎng)大,阻垢劑也不會(huì)坐視不管。它會(huì)悄悄鉆進(jìn)剛剛形成的微小晶體內(nèi)部,打亂晶體正常的排列順序,使得晶體長(zhǎng)得歪瓜裂棗,變得松散脆弱。這樣的畸形晶體很難牢固地吸附在設(shè)備表面上,很容易被水流帶走,從而避免了大規(guī)模水垢的形成。
靜電斥力作用:當(dāng)阻垢劑吸附在微小晶體表面后,會(huì)讓晶體帶上同種電荷。大家都知道,同性相斥,于是這些帶電的小晶體之間就會(huì)產(chǎn)生相互排斥的力量,進(jìn)一步阻止它們相互靠近、合并變大。這就類(lèi)似于一群身上都帶著磁鐵的人,彼此之間會(huì)互相推開(kāi),無(wú)法湊到一塊兒。
再生-自解脫膜作用:對(duì)于已經(jīng)形成了一點(diǎn)點(diǎn)薄垢的地方,優(yōu)質(zhì)的阻垢劑還能發(fā)揮神奇功效。它能在垢層表面形成一層特殊的保護(hù)膜,一方面隔絕新的垢繼續(xù)附著,另一方面又能緩慢釋放出活性成分,逐漸溶解已有的薄垢,實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)的功能,保證設(shè)備的長(zhǎng)期清潔運(yùn)行。
阻垢劑的應(yīng)用范圍那叫一個(gè)廣泛,幾乎涵蓋了所有涉及水處理的行業(yè):
應(yīng)用領(lǐng)域 | 具體用途 | 舉例說(shuō)明 |
---|---|---|
工業(yè)生產(chǎn) | 冷卻循環(huán)水系統(tǒng) | 發(fā)電廠(chǎng)、化工廠(chǎng)的大型冷卻塔,防止冷凝器管程結(jié)垢影響散熱效率 |
鍋爐給水處理 | 各類(lèi)蒸汽鍋爐,避免爐管內(nèi)壁結(jié)垢導(dǎo)致爆管事故,延長(zhǎng)鍋爐使用壽命 | |
反滲透預(yù)處理 | 海水淡化廠(chǎng)、純水制備車(chē)間,保護(hù)反滲透膜不被污堵,提高產(chǎn)水量和水質(zhì) | |
民用領(lǐng)域 | 家用凈水設(shè)備 | 凈水器中的濾芯前段,延緩RO膜前的PP棉濾芯堵塞速度 |
太陽(yáng)能熱水器 | 抑制集熱管內(nèi)的水垢沉積,保障熱水供應(yīng)暢通 | |
中央空調(diào)系統(tǒng) | 冷暖空調(diào)機(jī)組的水側(cè)管路,維持換熱效率,降低能耗 | |
農(nóng)業(yè)灌溉 | 滴灌系統(tǒng) | 防止滴頭因泥沙和礦物質(zhì)沉淀而堵塞,確保均勻灌溉 |
污水處理 | 污水回用環(huán)節(jié) | 深度處理后的中水用于生產(chǎn)工藝補(bǔ)水時(shí),控制二次污染風(fēng)險(xiǎn) |
雖然阻垢劑很好用,但也不能瞎搞,以下幾點(diǎn)必須牢記:
精準(zhǔn)投加量:不是越多越好!每種阻垢劑都有推薦的添加濃度范圍,過(guò)量可能造成浪費(fèi),增加成本;不足又達(dá)不到理想的阻垢效果。一般要根據(jù)具體的水質(zhì)分析報(bào)告,計(jì)算出合適的加藥量,并且定期監(jiān)測(cè)調(diào)整。
兼容性考量:不同的水源含有各種各樣的雜質(zhì),有些物質(zhì)可能會(huì)與阻垢劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生沉淀或其他有害物質(zhì)。所以在選擇阻垢劑之前,最好先做個(gè)小試驗(yàn),看看它和你所用的水以及其他藥劑是否兼容。
安全防護(hù)措施:大部分阻垢劑都屬于化學(xué)品,有一定的腐蝕性或刺激性,操作時(shí)要戴好手套、護(hù)目鏡,避免接觸到皮膚和眼睛。如果不小心誤食或吸入,應(yīng)立即就醫(yī)。
環(huán)保排放要求:特別是大規(guī)模的工業(yè)企業(yè),在使用含磷或其他有害元素的阻垢劑后,廢水排放前需要進(jìn)行相應(yīng)的處理,以滿(mǎn)足當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保標(biāo)準(zhǔn),防止水體富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題。
上一個(gè):阻垢劑在工業(yè)中有哪些應(yīng)用
下一個(gè):綠色抑塵劑使用方案
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